工業(yè)增壓鍋爐試驗臺設(shè)計與研究.pdf

1、增壓鍋爐是將壓力為0.2～0.4MPa的空氣送入爐膛內(nèi)燃燒，使燃燒得以增強的鍋爐，與常壓鍋爐相比具有重量輕、體積小、經(jīng)濟性和可靠性高等優(yōu)點，在大型艦船的動力系統(tǒng)等方面得到了廣泛應(yīng)用。但另一方面，增壓鍋爐啟動時需由蒸汽推動輔助汽輪機并通過減速器帶動壓氣機工作，造成系統(tǒng)復(fù)雜，成本高昂，因此限制了增壓鍋爐的工業(yè)應(yīng)用。
　　本文在此背景下提出研發(fā)新型工業(yè)增壓鍋爐，擬采用羅茨風機和廣泛應(yīng)用于車船、工程機械的小型渦輪增壓器，由羅茨風機提供助燃

2、風，燃燒生成的煙氣推動渦輪機做功，從而帶動壓氣機輸送增壓空氣，實現(xiàn)增壓鍋爐的低負荷啟動。該方案降低了系統(tǒng)成本，一旦可行將極大地推廣工業(yè)增壓鍋爐的應(yīng)用。但是車用渦輪增壓器的啟動、其與羅茨風機、增壓鍋爐的匹配，是該方案能否實施的關(guān)鍵問題。目前鮮有相關(guān)研究。
　　本文主要任務(wù)是設(shè)計基于該方案的新型工業(yè)增壓鍋爐試驗臺。該試驗臺主要用于驗證羅茨風機啟動方案的可行性，并試驗研究渦輪增壓器與增壓鍋爐的匹配性能。試驗臺的設(shè)計主要分為機械設(shè)備和測控

3、系統(tǒng)兩個部分。設(shè)計機械設(shè)備時其進出口之間需滿足流量守恒，整個試驗臺需滿足能量守恒。先完成整個試驗臺的熱工計算，選擇適當型號的渦輪增壓器，再根據(jù)熱力計算完成了燃燒器、爐膛的設(shè)計和制造，以及羅茨風機選型。設(shè)計測控系統(tǒng)時，確定了試驗臺的控制要求和流程，設(shè)計了PLC及測控系統(tǒng)的基本構(gòu)成和方案，進行控制的設(shè)計，包括空燃比調(diào)節(jié)、下位機設(shè)計等，確定了試驗臺測控系統(tǒng)信號采集的元器件和設(shè)備，完成試驗臺的總裝以及測控布線。最后對試驗臺在各工況下進行調(diào)試，初